2024-2025学年高二物理上学期期末模拟卷01
（考试时间：60分钟，分值：100分）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．测试范围：必修三第十、十一、十二章，选择性必修第二册第五章。
4．难度系数：0．7。
一、阅读材料，回答下列问题（22分）
磁场，自古以来便吸引着人类的好奇心。从古代司南指引方向，到现代科技中无所不在的应用，它跨越时空，见证了人类文明的进步与科技的飞跃。
1．（4分）一根长为20cm的通电导线放在匀强磁场中，导线中的电流为0.05A，导线与磁场方向垂直，若它受到的磁场力大小为2×10-3N，则磁感应强度为________T；若将导线中的电流增大为原来的2倍，其他条件不变，则通电导线受到的磁场力变为原来的________倍。
【答案】0.2T；2
【解析】根据F=BIL得：T=0.2T，若将导线中的电流增大为原来的2倍，该处的磁感应强度不变，则通电导线受到的磁场力变为原来的2倍。
2． （4分） 矩形金属线框位于通电长直导线附近，线圈与直导线在同一竖直平面内，线框的两个边与直导线平行，若使长直导线中的电流增大，线框中________产生感应电流（选填“能”或“不能”）；为使得线框中产生感应电流，可以让线框________平移（选填“向上”或“向右”）。
【答案】能；向右
【解析】若使长直导线中的电流增大，线框中的磁通量增大，能产生感应电流；线框向上运动时，磁通量不变，向右移动时磁通量变小，则为使得线框中产生感应电流，可以让线框向右平移。
3．（4分）如图所示，矩形线框面积为S，处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，线框可绕如图所示的方向与磁场垂直的虚线轴转动，当线框平面与磁场方向的夹角为150°时穿过线框的磁通量为________；从当前位置转动240°后，穿过线框的磁通量的变化量的绝对值为________。
【答案】；
【解析】当线框平面与磁场方向的夹角为150°时穿过线框的磁通量为；从当前位置转动240°后，穿过线框的磁通量的变化量的绝对值为
4．（2分）作图题：在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，调节传感器的高度，使它的探管正好在螺线管的轴线上，用该传感器测量M、N之间各点的磁感应强度B的大小，并将传感器顶端与M点的距离记作x，试定性画出B-x图像________。
【答案】见解析
【解析】螺线管内部的磁场近似为匀强磁场，螺线管管口向外，磁场减弱。根据该性质可知，B随x的变化是先增大，后不变，再减小，故最后做出B-x图象是
5．（4分）画出由电流产生的磁场方向确定导线或线圈中的电流方向________。
【答案】见解析
【解析】根据右手螺旋定则可知电流方向如图
6． （4分）电磁波的应用非常广泛，电磁波家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等，电视机的遥控器是利用_______工作的；军事上雷达利用电磁波可以探测飞机的踪迹，某雷达从发出到接收由飞机反射回的电磁波的时间为8×10-4s，则飞机与雷达的距离为______km（光速为3×108m/s）
【答案】红外线； 120km
【解析】电视机的遥控器是利用红外线工作的；位移m=1.2m=120km
二、阅读材料，回答下列问题（25分）
小李做了关于电池和电容器的实验，其中太阳能电池的电动势在3V左右，电容器的电容大于1000 F。
7．（10分）小李设计的电路如图甲所示（图中电源为太阳能电池，定值电阻R0=4Ω）。
（1）电路中R0的作用是______。
（2）小李调节滑动变阻器测得多组数据，描绘出光照一定情况下电压与电流的关系，如图乙所示，由图像知当输出电流时，与成线性关系。则电池电动势______V，在满足与成线性关系的条件下，该电池的内阻______。（均保留两位有效数字）
（3）当电流大于150mA时，随着电流增大，电池的电阻______（选涂：A．增大 B．减小 C．不变）；当电压表的示数为0.5V时，电池的输出功率为______W（保留两位有效数字）。
【答案】(1)保护电路； （2）2.9V， 3.3Ω； （3）A，0.42W
【解析】（1）电路中R0的作用是保护电路；
（2）根据闭合电路欧姆定律可得，结合图像可得，，所以r=3.3Ω
(3)当电流大于150mA时，随着电流增大，电池的电阻增大,故选A; 电压表的示数为0.5V时，电流约为0.268A，所以电池的输出功率为
8．（3分）小李把牙刷内充满电的电池拆解出来后接入图（a）所示的电路中进行放电测试，测得电压表和电流表的示数随时间的变化关系如图（b），实验后期，电压表示数急剧变小，下列说法正确的是（ ）
A. 滑动变阻器的电压急剧变小 B. 滑动变阻器的电压急剧变大
C. 可能是电池内阻急剧变大导致的 D. 可能是电池内阻急剧变小导致的
【答案】AC
【解析】电压表示数急剧变小，即路端电压减小，则滑动变阻器的电压急剧减小，也可能是由于电池内阻急剧增大，总电阻增大，回路中电流减小，则路端电压急剧减小。故选AC。
9． （12分）小李设计图1所示电路来观察电容器的放电过程，电源电压6.0V。小李先将单刀双掷开关S接通2，一段时间后，把开关再改接1得到电流随时间的变化关系如图2所示。
（1）当开关S接“2”并达到稳定后，电容器上极板带电_______（选涂：A．正 B．负）；
（2）当开关S接到“1”的瞬间，电容器进行的是_______（选涂：A．充电 B．放电）过程；
（3）流过R1电流方向_______（选涂：A．向上 B．向下）。
（4）曲线与两坐标轴围成的面积代表电容器的__________；
A．电压 B．电容 C．电量 D．电阻
（5）小李改变电流传感器的位置，进一步观察电容器充放电现象，在下列四个图像中，表示电容器充放电过程中，通过传感器的电流随时间变化和两极板间的电压随时间变化的图像，其中正确的有（ ）
A． B． C． D．
【答案】（1）B；（2）B； （3）A； （4）C； （5）AC
【解析】（1）开关S接“2”并达到稳定后，电容器上极板与电源负极相连，则上极板带负电，故选B。
（2）当开关S接到“1”的瞬间，电容器上下极板相连，电容器放电，故选B。
（3）当开关S接到“1”的瞬间，流过R1的电流方向向上，故选A。
（4）根据，可知，曲线与两坐标轴围成的面积代表电容器的电量，故选C。
（5）AB．由于电容器充放电过程中回路中电流方向相反，且充电电流、放电电流均不断减小，电流变化越来越慢，故A正确，B错误；CD．充电过程中电容器所带电荷量不断增大，所以两极板电压不断增大，放电过程中电压减小，但由于电流变化越来越慢，所以电压变化越来越慢，故C正确，D错误。故选AC。
三、阅读材料，回答下列问题（共22分）
工业电气自动化是现代先进工业科学的核心技术，是工业现代化的重要组成部分。
电池参数\版本 长续航版
产品名称 Go1专用电池
电池类型 聚合物锂离子电池
额定容量 9000 199.8
充电跟制电压 DC25.2V
最大充电功率 151.2W
10.（3分） 亚运“黑科技”赛场“场务”机器狗凭借满满科技感出圈，成为“智能亚运”里的一道亮丽风景线。现了解，该机器狗专用的充电电池其部分参数如图所示，则下列说法错误的是（ ）
A. 若按充电限制电压给电池充电，则最大充电电流为6A
B. 该电池的电动势为22.2V
C. 若该电池以2A的电流工作，最多可使用4.5个小时
D. 将已耗尽电能的电池充满，需消耗的电能约为
【答案】D
【解析】A．已知给机器狗充电的限制电压为，，最大充电功率为，则最大充电电流为，故A正确，不符合题意； B．已知电池的额定电量为，额定电能为，则该电池的电动势为，故B正确，不符合题意； C．若该电池以2A的电流工作，最多可使用的时间为，故C正确，不符合题意； D．电池能够储存的电能为，考虑充电时有充电器和电池的发热损耗，则将已耗尽电能的电池充满，需消耗的电能一定大于，故D错误，符合题意。故选D。
11.（3分）工业上需要物料配比的地方常用“吊斗式”电子秤，图甲所示是“吊斗式”电子秤的结构图，其中称质量的关键性元件是拉力传感器。拉力传感器的内部电路如图所示，R1、R2、R3是定值电阻，R1=20kΩ、R2=10kΩ，R0是对拉力敏感的应变片电阻，其电阻值随拉力变化的图像如图乙所示，已知料斗重1×103N,没装料时Uba=0V，g取10m/s2。下列说法中正确的是（ ）
A. R3阻值为45
B. 装料时，R0的阻值逐渐变大，Uba的值逐渐变小
C. 拉力越大应变片电阻阻值也变大，Uba传感器的示数也变大
D. 应变片的直接作用是把物体形变转换为电压变化
【答案】C
【解析】A．电路中，当没装料时Uba=0，此时拉力等于料斗重为1×103N，故应变片电阻为20kΩ，根据串并联电压关系，有,解得R3=40kΩ,故A错误； B．装料时，则拉力逐渐变大，应变片电阻R0的阻值逐渐变大，则R0两端电压逐渐增加，b点电势升高，故Uba的值逐渐增加，故B错误，C正确；D．应变片作用是把物体拉力这个力学量转换为电压这个电学量，故D错误。故选C。
12.（8分）如图所示，电源电动势E=3V，内阻不计。传感器可以记录电压、电流随时间变化关系，开始记录数据后闭合电键，待电容充电完毕后断开电键S。I-t图中阴影部分面积为3mA·s。求：
（1）电容C；
（2）小灯泡电阻Rx
（3）断开电键S后小灯泡的焦耳热Q。
【答案】（1）1×10-3F； （2）400Ω； （3）1.8×10-3J
【解析】（1）由图2可知，电路稳定时电容器两端电压为U=3V；由图3可知，电路断开时，电容器放电电量为q=3mA·s，由电容定义式C=，可得电容器的电容为C=1×10-3F。
（2）由图3可知电路稳定时电路中的电流为I1=5mA，由欧姆定律；
电路断开瞬间电流为I2=3mA，由欧姆定律R0+Rx=，解得Rx=400Ω
（3）由q=CU可知，即电容器储存的电荷与两极板间的电压成正比，图像如下图：
由微元法可知，q-U图像的面积为电容器储存的电能，故电容器放电时释放的电能为w=
故断开电键S后小灯泡的焦耳热Q为
13．（8分）一台小型电动机在12V的电压下工作，通过的电流是0.5A。该电动机能在1min内把9.6kg的物体匀速提升3m。不计各处摩擦，g取10m/s2，求电动机的输入电功率、输出机械功率、电动机的效率及电动机线圈的电阻。
【答案】6W、4.8W、80%、4.8Ω
【解析】（1）电动机的输入功率为；
（2）重物匀速上升，则绳的拉力为；重物上升的速度为
电动机提升重物的功率为；
（3）电动机的效率为
（4）根据能量的转化与守恒，可得电动机的热功率为
热功率为；解得线圈的电阻为
四、电子偏转（31分）
电子在电场和磁场中都能发生偏转，通过对这两种偏转情况的研究，有助于我们更好地了解电子在电场和磁场中的运动规律．
14．（9分）质量为m电量为e的电子，以水平速度v从左侧垂直进入宽度为d的局部匀强电场，如图所示，电场强度大小为E、方向竖直向上．
（1）电子在电场中所做的运动是（ ）
A．匀加速直线运动 B．匀加速曲线运动 C．变加速曲线运动
（2）电子在电场中运动时间为________．
（3）电子在电场中向______偏移，离开电场时偏移的距离是______．
【答案】（1）B （2）d/v （3）下，
【解析】（1）带负电的电子竖直方向受向下的恒定电场力，竖直方向作初速度为零的匀加速直线运动，水平方向垂直于电场方向做匀速直线运动，因此其实际运动为匀加速曲线运动，类似于平抛运动，B对，AC错，故选B
（2）电子在电场中的运动时间，即水平方向的匀速直线运动时间，t=；
（3）电子受向下电场力，因此运动路线向下弯曲，即向下偏移；
15．（12分）如果将上题中宽度为d的局部匀强电场换成匀强磁场，如图，磁感应强度大小为B、方向水平向里．
（1）（3分）电子在磁场中所做的运动是（ ）
A．匀加速直线运动 B．匀加速曲线运动 C．变加速曲线运动
（2）（4分）要使电子能从右侧离开磁场，B与m、e、v、d应满足关系：_______．
（3）（5分）（计算）电子从右侧离开磁场时，在竖直方向偏移了多少距离？
【答案】（1）C （2） （3）
【解析】(1)电子在匀速磁场中受大小不变方向时刻改变的洛伦兹力的作用，根据左手定则判断，洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，因此电子在磁场的运动是匀速圆周运动的一部分，因此为变加速度曲线运动，C对AB错，故选C。
（２）电子在匀速磁场中做匀速圆周运动，则洛伦兹力等于向心力，故得，所以半径R=；
由题意，电子要起从右侧离开磁场则要求圆周运动的半径大于ｄ，故R，得。
（3）电子进入磁场后做匀速圆周运动，如图所示．设圆弧半径为R．
根据洛仑兹力提供向心力得：，解得R= ……(1)
根据几何关系：R2＝(R-y)2+d2 ……(2)
由(1)(2)解得偏移量y为: 。
16.（10分）如图所示是磁流体发电机的装置，A、B组成一对长为L、宽为h的平行电极，两板间距为d，内有磁感应强度为B的匀强磁场。发电通道内有电阻率为的高温等离子持续垂直喷入磁场，每个离子的速度为v，负载电阻的阻值为R，电离气体沿导管高速向右流动，运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势，电离气体以不变的流速v通过发电通道。电容器的电容为C，不计电离气体所受的摩擦阻力。根据提供的信息完成下列问题。
（1）（4分） A板的电势比B板_______________（“高”或“低”），发电机的电动势E=___________；
（2）（4分）开关闭合，当发电机稳定发电时，求A、B两端的电压U；
（3）（2分）开关断开，求稳定后电容器所带的电荷量q。
【答案】（1）低、Bdv； （2）； （3）CBvd
【解析】(1)根据离子运动方向及磁场方向，可判断出正离子向下偏转到B板，负离子向上偏转到A板，故A板电势比B板低； 正负离子积累在AB上，则板间产生电压即为电动势E，当板间电场对离子作用力与离子受洛伦兹力相等时，即达到最大电压E，此时，故E=Bdv。
（2）稳定后，据闭合电路欧姆定律可得 （1分） U=IR （1分）
据电阻定律可得 （1分）联立解得 （1分）
（3）开关断开，电容器两端的电压等于电动势，故电容器所带的电荷量为 （2分）
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2024-2025学年高二物理上学期期末模拟卷
（考试时间：60分钟，分值：100分）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．测试范围：必修三第十、十一、十二章，选择性必修第二册第五章。
4．难度系数：0．7。
一、阅读材料，回答下列问题（22分）
磁场，自古以来便吸引着人类的好奇心。从古代司南指引方向，到现代科技中无所不在的应用，它跨越时空，见证了人类文明的进步与科技的飞跃。
1．（4分）一根长为20cm的通电导线放在匀强磁场中，导线中的电流为0.05A，导线与磁场方向垂直，若它受到的磁场力大小为2×10-3N，则磁感应强度为________T；若将导线中的电流增大为原来的2倍，其他条件不变，则通电导线受到的磁场力变为原来的________倍。
2． （4分） 矩形金属线框位于通电长直导线附近，线圈与直导线在同一竖直平面内，线框的两个边与直导线平行，若使长直导线中的电流增大，线框中________产生感应电流（选填“能”或“不能”）；为使得线框中产生感应电流，可以让线框________平移（选填“向上”或“向右”）。
3．（4分）如图所示，矩形线框面积为S，处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，线框可绕如图所示的方向与磁场垂直的虚线轴转动，当线框平面与磁场方向的夹角为150°时穿过线框的磁通量为________；从当前位置转动240°后，穿过线框的磁通量的变化量的绝对值为________。
4．（2分）作图题：在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，调节传感器的高度，使它的探管正好在螺线管的轴线上，用该传感器测量M、N之间各点的磁感应强度B的大小，并将传感器顶端与M点的距离记作x，试定性画出B-x图像________。
5．（4分）画出由电流产生的磁场方向确定导线或线圈中的电流方向________。
6． （4分）电磁波的应用非常广泛，电磁波家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等，电视机的遥控器是利用_______工作的；军事上雷达利用电磁波可以探测飞机的踪迹，某雷达从发出到接收由飞机反射回的电磁波的时间为8×10-4s，则飞机与雷达的距离为______km（光速为3×108m/s）
二、阅读材料，回答下列问题（25分）
小李做了关于电池和电容器的实验，其中太阳能电池的电动势在3V左右，电容器的电容大于1000 F。
7．（10分）小李设计的电路如图甲所示（图中电源为太阳能电池，定值电阻R0=4Ω）。
（1）电路中R0的作用是______。
（2）小李调节滑动变阻器测得多组数据，描绘出光照一定情况下电压与电流的关系，如图乙所示，由图像知当输出电流时，与成线性关系。则电池电动势______V，在满足与成线性关系的条件下，该电池的内阻______。（均保留两位有效数字）
（3）当电流大于150mA时，随着电流增大，电池的电阻______（选涂：A．增大 B．减小 C．不变）；当电压表的示数为0.5V时，电池的输出功率为______W（保留两位有效数字）。
8．（3分）小李把牙刷内充满电的电池拆解出来后接入图（a）所示的电路中进行放电测试，测得电压表和电流表的示数随时间的变化关系如图（b），实验后期，电压表示数急剧变小，下列说法正确的是（ ）
A. 滑动变阻器的电压急剧变小 B. 滑动变阻器的电压急剧变大
C. 可能是电池内阻急剧变大导致的 D. 可能是电池内阻急剧变小导致的
9． （12分）小李设计图1所示电路来观察电容器的放电过程，电源电压6.0V。小李先将单刀双掷开关S接通2，一段时间后，把开关再改接1得到电流随时间的变化关系如图2所示。
（1）当开关S接“2”并达到稳定后，电容器上极板带电_______（选涂：A．正 B．负）；
（2）当开关S接到“1”的瞬间，电容器进行的是_______（选涂：A．充电 B．放电）过程；
（3）流过R1电流方向_______（选涂：A．向上 B．向下）。
（4）曲线与两坐标轴围成的面积代表电容器的__________；
A．电压 B．电容 C．电量 D．电阻
（5）小李改变电流传感器的位置，进一步观察电容器充放电现象，在下列四个图像中，表示电容器充放电过程中，通过传感器的电流随时间变化和两极板间的电压随时间变化的图像，其中正确的有（ ）
A． B． C． D．
三、阅读材料，回答下列问题（共22分）
工业电气自动化是现代先进工业科学的核心技术，是工业现代化的重要组成部分。
10.（3分） 亚运“黑科技”赛场“场务”机器狗凭借满满科技感出圈，成为“智能亚运”里的一道亮丽风景线。现了解，该机器狗专用的充电电池其部分参数如
图所示，则下列说法错误的是（ ）
电池参数\版本 长续航版
产品名称 Go1专用电池
电池类型 聚合物锂离子电池
额定容量 9000 199.8
充电跟制电压 DC25.2V
最大充电功率 151.2W
A. 若按充电限制电压给电池充电，则最大充电电流为6A
B. 该电池的电动势为22.2V
C. 若该电池以2A的电流工作，最多可使用4.5个小时
D. 将已耗尽电能的电池充满，需消耗的电能约为
11.（3分）工业上需要物料配比的地方常用“吊斗式”电子秤，图甲所示是“吊斗式”电子秤的结构图，其中称质量的关键性元件是拉力传感器。拉力传感器的内部电路如图所示，R1、R2、R3是定值电阻，R1=20kΩ、R2=10kΩ，R0是对拉力敏感的应变片电阻，其电阻值随拉力变化的图像如图乙所示，已知料斗重1×103N,没装料时Uba=0V，g取10m/s2。下列说法中正确的是（ ）
A. R3阻值为45
B. 装料时，R0的阻值逐渐变大，Uba的值逐渐变小
C. 拉力越大应变片电阻阻值也变大，Uba传感器的示数也变大
D. 应变片的直接作用是把物体形变转换为电压变化
12.（8分）如图所示，电源电动势E=3V，内阻不计。传感器可以记录电压、电流随时间变化关系，开始记录数据后闭合电键，待电容充电完毕后断开电键S。I-t图中阴影部分面积为3mA·s。求：
（1）电容C；
（2）小灯泡电阻Rx
（3）断开电键S后小灯泡的焦耳热Q。
13．（8分）一台小型电动机在12V的电压下工作，通过的电流是0.5A。该电动机能在1min内把9.6kg的物体匀速提升3m。不计各处摩擦，g取10m/s2，求电动机的输入电功率、输出机械功率、电动机的效率及电动机线圈的电阻。
四、电子偏转（31分）
电子在电场和磁场中都能发生偏转，通过对这两种偏转情况的研究，有助于我们更好地了解电子在电场和磁场中的运动规律．
14．（9分）质量为m电量为e的电子，以水平速度v从左侧垂直进入宽度为d的局部匀强电场，如图所示，电场强度大小为E、方向竖直向上．
（1）电子在电场中所做的运动是（ ）
A．匀加速直线运动 B．匀加速曲线运动 C．变加速曲线运动
（2）电子在电场中运动时间为________．
（3）电子在电场中向______偏移，离开电场时偏移的距离是______．
15．（12分）上题中宽度为d的局部匀强电场换成匀强磁场，如图磁感应强度大小为B、方向水平向里．
（1）（3分）电子在磁场中所做的运动是（ ）
A．匀加速直线运动 B．匀加速曲线运动 C．变加速曲线运动
（2）（4分）要使电子能从右侧离开磁场，B与m、e、v、d应满足关系：_______．
（3）（5分）（计算）电子从右侧离开磁场时，在竖直方向偏移了多少距离？
16.（10分）如图所示是磁流体发电机的装置，A、B组成一对长为L、宽为h的平行电极，两板间距为d，内有磁感应强度为B的匀强磁场。发电通道内有电阻率为的高温等离子持续垂直喷入磁场，每个离子的速度为v，负载电阻的阻值为R，电离气体沿导管高速向右流动，运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势，电离气体以不变的流速v通过发电通道。电容器的电容为C，不计电离气体所受的摩擦阻力。根据提供的信息完成下列问题。
（1）（4分） A板的电势比B板_______________（“高”或“低”），发电机的电动势E=___________；
（2）（4分）开关闭合，当发电机稳定发电时，求A、B两端的电压U；
（3）（2分）开关断开，求稳定后电容器所带的电荷量q。
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